JPH04232316A - 内燃機関の弁制御時間を変化させる装置 - Google Patents
内燃機関の弁制御時間を変化させる装置Info
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-
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
を自動的に制御して変化させる装置であって、内燃機関
のパラメータに関連してカムシャフトを駆動するクラン
クシャフトに対して相対的に回転可能な少なくとも1つ
のカムシャフトと、該カムシャフトを駆動する、第1の
歯列を保持したホイールとが設けられていて、該ホイー
ルが、オイル回路から両側でオイルを供給されて軸方向
で少なくとも2つの終端位置の間を移動可能である連結
部材を介して第2の歯列に作用しており、該第2の歯列
が中空軸を介してカムシャフトに結合されており、さら
に、前記連結部材に隣接した複数の室が設けられていて
、該室に対するオイルの充てんと排出とが少なくとも1
つの遮断機構によって制御されるようになっている形式
のものに関する。
わせて調整し、これによって内燃機関をできるだけ広い
回転数範囲で最適に運転することができることは知られ
ている。これによって、トルク、出力、排ガス放出、ア
イドリング特性および燃料消費を改善することができる
。
る1つの可能性は、有利には吸込側カムシャフトを駆動
するクランクシャフトに対して相対的に前記吸込側カム
シャフトの位置を位相変換器を用いて回動させることに
ある。この場合に、オイル圧に関連して連結部材が軸方
向にシフトされる。この連結部材はカムシャフトを駆動
するホイールと、前記カムシャフトとの間に同軸的に配
置されている。たとえばEP0335083から公知で
あるように、前記連結部材は2つの歯列を保持している
。これらの歯列のうち少なくとも1つの歯列は斜めに配
置されており、この歯列はカムシャフトもしくは前記ホ
イールに設けられた各1つの対応する歯列と協働する。
器の連結部材は、両側で油圧を負荷されるプランジャに
よって第1の終端位置から第2の終端位置に、または第
2の終端位置から第1の終端位置にシフトさせられる。 このプランジャは2つの制御室に分割された環状室によ
って取り囲まれており、この場合、前記制御室はオイル
を案内する孔を介して制御弁と協働する。この制御弁は
一方では両制御室のうちの一方の制御室への圧力オイル
流を制御して、これによってプランジャを一方の終端位
置から他方の終端位置にシフトさせ、他方では無圧の第
2の制御室からタンクへのオイル戻し路を開放する。こ
の公知の位相変換器はカムシャフトの軸方向において付
加的な構成スペースを必要としてしまう。それというの
は、プランジャの移動軌道が完全にカムシャフトの外部
に配置されているからである。
知のこのような位相変換器においては、オイル流の制御
が、カムシャフトにねじで取り付けられたフランジ軸に
配置されている制御エレメントによって行われる。この
制御エレメントは電磁石によって軸方向にシフトされて
、前記EP0245791の場合と同様に制御室に対す
るオイル流の供給および排出を行なう。フランジ軸と電
磁石とはカムシャフトを延長してしまい、付加的な構成
スペースを必要とする。さらに、このような位相変換器
の製作は複雑で手間がかかる。
で述べた形式の内燃機関の弁制御時間を変化させる装置
を改良して、前記欠点が回避され、できるだけ僅かな構
成スペースしか必要とせず、しかも単純な構造を有して
いるような装置を提供することである。
に本発明の構成では、カムシャフトの一方の端部で、軸
方向に延びる円筒状の切欠き内に設けられた円筒体が円
環状の外室を隔離しており、該外室を介して、前記連結
部材に隣接した第1の室と、オイル回路に接続された前
記カムシャフトの第1の孔とが接続されており、切換弁
として構成された遮断機構の第1の位置で前記第1の室
にオイルが充てんされるようにした。
極めて小さな構成スペースしか必要とせず、単純に構成
されている。
されている。
な構造と、カムシャフトの駆動側端部の簡単な構成とが
可能になる。このことは、オイルの供給および排出を制
御する遮断機構を位相変換器もしくはカムシャフトから
取り外すことに基づき達成される。遮断機構は内燃機関
の任意の位置に、たとえばシリンダヘッドに配置するこ
とができ、同じく油圧により操作される。
軸方向に延びる段付きの切欠きには、管が保持されてお
り、この管は2つの室を互いに隔離している。前記両室
は遮断機構の位置に応じて、カムシャフトもしくは位相
変換器に対するオイルの供給または排出を可能にする。 前記室はカムシャフトに設けられた半径方向の孔に接続
されており、この孔は、切換弁として構成された遮断機
構に設けられた環状室に開口している導管と協働する。
位置に配置されていてよい。
から僅かにしか突出しておらず、完全な構成ユニットと
して組付け可能である。位相変換器を組み付けたくない
場合には、変えられたスプロケットの固定によってカム
シャフトがさらに使用可能となる。通常硬い材料から製
作されているカムシャフトは、いかなる歯列またはねじ
山をも必要としない。
しか必要としない。その理由は、第1の終端位置から第
2の終端位置にプランジャを移動させるためには、同プ
ランジャに隣接した室から押し退けられたオイルを再び
使用すれば済むからである。
まうことは、オイルを案内する導管が、オイル戻し流を
阻止する上昇導管として構成されていることに基づき回
避される。弁制御時間を変化させるための操作回路は内
燃機関のオイル回路の一部である。この操作回路には、
カムシャフトのための潤滑回路が接続されており、この
場合、位相変換器または遮断機構の故障時でも潤滑が維
持される。
説明する。
ムシャフトを備えた内燃機関(図示しない)において、
吸込のために働く2つのカムシャフト1のそれぞれには
、駆動側の端部3に設けられた位相変換器2が配属され
ている。各カムシャフト1は複数の軸受け4に保持され
ており、これらの軸受けは潤滑回路5に接続されている
。内燃機関のオイル回路は潤滑回路5と、位相変換器2
を調節するための操作回路と、クランクシャフト6の潤
滑回路とを有している。
タ10に通して搬送する。このフィルタからは分岐部1
1が制御弁12と、内燃機関のクランクシャフト6と、
さらにオイル供給する通路14を介してこの通路14に
対して平行に配置された切換弁15と、下流側に設置さ
れた圧力低減弁16とに通じている。
には、圧力制限弁17が接続されており、この圧力制限
弁はポンプ8によって供給されるオイル圧を最大圧力P
Mに制限する。
ており、この潤滑回路は軸受け4に、前記圧力PMより
も小さく設定された圧力P1を供給する。
8を有しており、この逆止弁を介して通路14を位相変
換器2に連結することができる。切換弁15からは、各
1つの第1および第2の導管19,20がカムシャフト
1の別個の支承部21に通じている。この支承部21に
延びる環状通路22を介して、カムシャフト1で半径方
向に延びる第1および第2の孔23,24との接続が行
われる。
いに噛み合った汎用の3つのエレメントから構成されて
いる。前記位相変換器は第1に、カムシャフト1を駆動
するために働くスプロケット31として構成されたホイ
ール31から成っており、このホイールには、第1の斜
めの歯列33を保持する内側ボス32が溶接されている
。ホイール31は第1の歯列33を介して、両側で油圧
を負荷されるプランジャ34として構成された連結部材
に結合されており、この連結部材は長手方向でカムシャ
フト1の中心に延びた軸線Nに関して軸方向で2つの終
端位置E1,E2の間を移動可能である。プランジャ3
4は斜めの第2の歯列35を保持しており、この第2の
歯列は中空軸36に設けられた対応する歯列に噛み合っ
ている。前記中空軸はカムシャフト1に設けられたフラ
ンジ37と結合されている。内側ボス32には、キャッ
プ38が押し込められている。
6との間に取り囲まれた容積を第1の室40と第2の室
41とに分割している。図1と図3とに示した実施例で
は、プランジャ34が第1の終端位置E1に位置してお
り、この第1の終端位置は内燃機関の第1の運転状態、
たとえばアイドリング運転において取られる。
下方において、図1aでカムシャフト1の変化形を有す
る第1実施例が示されている。
、端部3から軸線Nに対して回転対称的に延びる段付け
された円筒状の切欠き42が導入されている。この切欠
きは端部3から第1の孔23のすぐ後にまでは第1の直
径D1を有しており、続いて両孔23,24の間で小さ
な第2の直径D2を有しており、さらにこの場所から第
2の孔24のすぐ後にまで、さらに小さい第3の直径D
3を有している。切欠き42には、円筒体として管43
が保持されており、この管は端部3で半径方向に直径D
1にまで拡張されていて、その他の場所では直径D2を
有している。したがって、管43は切欠き42の内部で
円環状の外室44を隔離している。この外室には第1の
孔23が開口している。さらに前記外室は端部3で、ほ
ぼ半径方向に延びる接続孔45を介して第1の室40に
接続されている。第2の孔24は直径D3の範囲で切欠
き42に交差していて、管43の内部に延びる内室46
に接続されている。
のカムシャフト1が示されており、このカムシャフトに
はブシュ47が挿入されている。管43は切欠き42内
を直線的に延びていて、端部3で、別個に構成されてス
リーブ51と共にカムシャフト1に挿入されたフランジ
37のつば50と、ブシュ47とによって保持されてい
る。第2の孔24は部分的にブシュ47内に延びていて
、同じく内室46と接続されている。管43とスリーブ
51もしくは切欠き42との間に形成された外室44は
第1の孔23と第1の室40とを接続している。
プロケット30が、プレロードをかけられたばねリング
52によって中空軸36に軸方向で位置固定されている
。前記ばねリングは一方の半部でスプロケット30に設
けられた半円形の溝53に位置していて、他方の半部で
中空軸36に設けられた旋削加工部54に位置している
。この場合、この旋削加工部の深さは溝53の深さの少
なくとも2倍の大きさに設定されている。ばねリング5
2は複数の組付け開口55を介して接近可能である。
4に嵌め込まれ、前記ばねリングはそのプレロードに基
づき前記旋削加工部に半分だけ侵入する。続いて、スプ
ロケット30が中空軸36に被せ嵌められ、この場合、
一体成形された斜面56が、ばねリング52を完全に旋
削加工部54内に押し込み、それから旋削加工部54と
溝53とが重なり合うと、前記ばねリングは半分だけ前
記溝53に侵入する。引き続き、位相変換器2がねじ結
合装置60によってフランジ37に構成ユニットとして
固定される。
スプロケット30が軸方向でねじ61を用いて中空軸3
6に固定されている。前記ねじ61は中空軸36に設け
られたねじ山にねじ込まれていて、ガイドスリーブ62
によってスプロケット30の長孔63内に滑り案内され
ている。この場合に、ガイドスリーブ62とホイール3
1との間には、僅かな軸方向遊びAが残る。
ンジ37に設けられた長孔64に押しつぶしスリーブ6
5によって保持されている。前記長孔64は組付けのた
めに相対回動不能にされたカムシャフト1の位置とは無
関係に位相変換器2の位置適正な組付けを可能にする。
施例の変化形と一致している。この場合にカムシャフト
1は個別部分から構成されている。すなわち、フランジ
37は別個に挿入されており、切欠き42は軸方向でブ
シュ47によって制限されている。
9からオイルをフィルタ10に通して分岐部11に搬送
する。制御弁12はパラメータである内燃機関の負荷お
よび回転数に関連して電子制御装置70によって接続さ
れるか、または遮断される。
部11から制御弁12を介して切換弁15に流入しない
。この切換弁はばね負荷されて第1の位置S1に位置し
ており、この位置はプランジャ34の終端位置E1に相
当している。圧力をかけられて図示の矢印に沿って通路
14を通って搬送されるオイルは逆止弁18を開放する
ので、オイルは第1の環状室71を介して第1の導管1
9に流入し、この場所からさらに第1の孔23に流入す
る。この圧力は前記孔23から外室44と接続孔45と
を通って第1の室40に作用して、プランジャ34をそ
の第1の終端位置E1に保持する。
の回転数範囲においては、電子制御装置70が制御弁1
2を接続するので、分岐部11からオイルが制御弁12
を介して切換弁15に流入し、この切換弁を第2の位置
S2にシフトする。この第2の位置はプランジャ34の
終端位置E2に相当している。このとき、逆止弁18を
介して第2の環状室72に流入したオイルは第2の導管
20を介して第2の孔24に到達する。この場所から、
圧力は内室46を通って第2の室41に作用する。この
場合にオイルは管43の開いた端部から、半径方向フラ
ンジ73とキャップ38とによって形成された中空室7
4に流入して、この場所からプランジャ34に設けられ
た開口75を介して第2の室41に流入する。このとき
、前記プランジャ34は軸方向で第2の終端位置E2に
シフトされ、この場合、斜めの両歯列33,35を介し
て、スプロケット30がカムシャフト1に対して相対的
に回動させられる。この場合に、位相変換器2では、滑
り面Fに隣接した構成部分の間で回転ずれが起こる。
時に第1の室40から押し退けられたオイル容量は接続
孔45と外室44と第1の孔23とを介して環状通路2
2に流入し、この場所から第1の導管19を介して流出
する。
おいて、位相変換器2から戻ったオイルを収容する環状
室71,72は上昇導管76に接続されており、この上
昇導管は測地学的に位相変換器2の上方で内燃機関に開
口しているので、内燃機関の停止後に操作回路が空にな
ることは阻止されている。
ジャ34の移動時に、第2の室41から押し退けられた
オイルは開口75と中空室74と内室46と第2の孔2
4とを介して環状通路22に流入し、この場所から第2
の導管20を介して環状室71に流入する。
ンプ8が最大圧力PMを供給しない。それにもかかわら
ず、プランジャ34のシフトが必要となった場合には、
逆止弁18が環状室71,72に対するオイルの断続的
な充てんを生ぜしめる。これによって、プランジャ34
は段階的に一方の終端位置から他方の終端位置へシフト
される。
弁15の代わりに、両カムシャフト1に各1つの固有の
操作回路が配属されていてもよい。この場合には、各カ
ムシャフト1に1つの通路14と、逆止弁18を備えた
1つの切換弁15と、1つの圧力低減弁16とが配属さ
れている。
ムシャフト1に対するオイルの供給と排出とを保証する
目的で別個の支承部21を設ける必要がない。半径方向
の第1および第2の孔23,24はカムシャフト1の前
記軸受け4に支持されている位置に配置されている。
部4bとして、カムシャフト1のための支承フレーム8
2の上側部分80と下側部分81とに構成されている。 上側部分80には、潤滑回路5の一部として通路83,
84が延びている。圧力低減弁16の下流側に設置され
ていて軸線Nに対して平行に上側部分80に延びている
通路83からは、直角に通路84が、各横方向平面Qで
各軸受け4に分岐している。孔85は下側部分81に上
側部分80を固定するためのねじ結合装置86を収容し
ている。通路84は、軸線Nと通路83との間に位置す
る孔85を円環状に迂回して案内されているので、オイ
ルは横方向平面Qの隣で2つの潤滑開口87を介して軸
受けの上半部4aに圧力P1を供給する。
明の第1実施例における2つの構成の場合と同様にして
行われるが、しかし、第1の孔23に通じた導管19は
第1の軸受け4に配置されており、第2の孔24に通じ
た導管20は第1の軸受けに対して隣接して設置された
第2の軸受け4に配置されている。下半部4bは各1つ
の溝88を有しており、この溝は図9に示したように、
2つの潤滑開口87の間で横方向平面Qに対して対称的
に配置されている。この溝88には、第1の導管19が
開口しており、第2の軸受け4の溝88には、第2の導
管20が開口している。
シリンダヘッド89の燃焼室とは反対の側に固定されて
おり、前記シリンダヘッドには、操作回路の導管19,
20の一部が配置されている。
回路の前記軸受け4に配置された部分は互いに隔離され
ており、ひいては互いに異なった圧力P1,PMが互い
に隔離されている。この実施例においても、カムシャフ
ト1を図2および図4に示した変化形の形で使用するこ
とができる。この場合に、ブシュ47の長さは互いに隣
接した軸受け4の間隔に相当するように構成されている
。
1の位置で示す概略図である。
2の位置で示す概略図である。
図である。
ンダヘッドの横断面図である。
。
Claims (16)
- 【請求項1】 内燃機関の弁制御時間を自動的に制御
して変化させる装置であって、内燃機関のパラメータに
関連してカムシャフトを駆動するクランクシャフトに対
して相対的に回転可能な少なくとも1つのカムシャフト
と、該カムシャフトを駆動する、第1の歯列を保持した
ホイールとが設けられていて、該ホイールが、オイル回
路から両側でオイルを供給されて軸方向で少なくとも2
つの終端位置の間を移動可能である連結部材を介して第
2の歯列に作用しており、該第2の歯列が中空軸を介し
てカムシャフトに結合されており、さらに、前記連結部
材に隣接した複数の室が設けられていて、該室に対する
オイルの充てんと排出とが少なくとも1つの遮断機構に
よって制御されるようになっている形式のものにおいて
、カムシャフト(1)の一方の端部(3)で、軸方向に
延びる円筒状の切欠き(42)内に設けられた円筒体(
43)が円環状の外室(44)を隔離しており、該外室
を介して、前記連結部材に隣接した第1の室(40)と
、オイル回路に接続された前記カムシャフト(1)の第
1の孔(23)とが接続されており、切換弁(15)と
して構成された遮断機構の第1の位置(S1)で前記第
1の室にオイルが充てんされるようになっていることを
特徴とする、内燃機関の弁制御時間を変化させる装置。 - 【請求項2】 前記切換弁(15)の第2の位置(S
2)で、前記第1の室(40)が、該第1の室に接続さ
れた前記第1の孔(23)を介してオイルを排出される
ようになっている、請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記切換弁の第1の位置(S1)と第
2の位置(S2)とにおいて、前記連結部材に隣接した
第2の室(41)が、前記円筒体として構成された管(
43)によって取り囲まれた内室(46)を介して、オ
イル回路に接続された前記カムシャフト(1)の第2の
孔(24)に接続されている、請求項2記載の装置。 - 【請求項4】 前記切換弁(15)が、オイル回路の
オイルを案内する通路(14)に対して平行に配置され
ていて、複数の環状室(71,72)を有しており、該
環状室が前記切換弁の第1の位置(S1)もしくは第2
の位置(S2)で、第1の導管(19)もしくは第2の
導管(20)を介して前記第1の孔(23)もしくは前
記第2の孔(24)に接続されている、請求項3記載の
装置。 - 【請求項5】 前記通路(14)と前記環状室(71
,72)との間に逆止弁(18)が配置されている、請
求項4記載の装置。 - 【請求項6】 前記通路(14)が前記切換弁(15
)の下流側で圧力低減弁(16)に開口しており、該圧
力低減弁が潤滑回路(5)を介してカムシャフト(1)
の軸受け(4)に接続されている、請求項1から5まで
のいずれか1項記載の装置。 - 【請求項7】 前記通路(14)が前記切換弁(15
)の上流側で分岐部(11)を有しており、該分岐部が
ポンプ(8)と、前記切換弁(15)と、制御弁(12
)と、内燃機関のクランクシャフト(6)の潤滑回路と
に接続されている、請求項1から6までのいずれか1項
記載の装置。 - 【請求項8】 前記制御弁(12)がパラメータに関
連して電子制御装置(70)によって前記切換弁(15
)を一方の位置(S1;S2)から他方の位置(S2;
S1)にシフトするようになっている、請求項1から7
までのいずれか1項記載の装置。 - 【請求項9】 少なくとも2つのカムシャフトが設け
られていて、各カムシャフトに、1つの逆止弁(18)
を備えた1つの切換弁(15)と、1つの圧力低減弁(
16)を備えた1つの通路(14)とが配属されている
、請求項1から8までのいずれか1項記載の装置。 - 【請求項10】 前記ホイール(31)が、半径方向
にプレロードをかけられたばねリング(52)によって
前記中空軸(36)に軸方向で保持されている、請求項
1記載の装置。 - 【請求項11】 前記ばねリング(52)が、前記ホ
イール(31)に設けられた溝(53)と、前記中空軸
(36)に設けられた旋削加工部(54)とに半分ずつ
配置されている、請求項10記載の装置。 - 【請求項12】 前記ホイール(31)がねじ(61
)によって前記中空軸(36)に軸方向で保持されてい
て、前記ねじ(61)がガイドスリーブ(62)と共に
、前記ホイール(63)に設けられた長孔(63)を貫
通している、請求項1記載の装置。 - 【請求項13】 前記ガイドスリーブ(62)と前記
ホイール(31)との間に僅かな遊び(A)が残ってい
る、請求項12記載の装置。 - 【請求項14】 前記切欠き(42)が前記端部(3
)から軸線(N)に沿って前記第1の孔(23)の背後
にまで第1の直径(D1)を有していて、前記両孔(2
3,24)の間で比較的小さな第2の直径(D2)を有
しており、さらに、この場所から前記第2の孔(24)
の背後にまでさらに小さい第3の直径(D3)を有して
いる、請求項3記載の装置。 - 【請求項15】 前記第1の孔(23)と前記第2の
孔(24)とがカムシャフト(1)に設けられた別個の
支承部(21)の内部に配置されている、請求項3記載
の装置。 - 【請求項16】 前記第1の孔(23)がカムシャフ
ト(1)の第1の軸受け(4)に設けられた溝(88)
に開口しており、前記第2の孔(24)が、前記第1の
軸受けに対して隣接して設置された第2の軸受け(4)
に設けられた溝(88)に開口している、請求項3記載
の装置。
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